大電流対応のスリップリング

大量の電流を必要とする厳しい要件において注目され、電気モーター、自動化機械、軍事機器などの高出力システムで不可欠な役割を果たすのが大電流対応のスリップリングです。

大電流スリップリングの特徴、主な用途、製品例、自社に適した製品を選ぶための導入のポイントを紹介します。

大電流スリップリングを
使用するメリット

安定した大電流伝送が可能

大電流対応のスリップリングは、発熱や接触抵抗を抑えつつ大電流を安全に伝送できるように設計されています。風力発電機の回転部（ナセルとブレードの間）で発電された電力を、効率的に取り出せるのはメリットです。

水力発電やタービン発電設備の回転軸部分でも、数百アンペア規模の電力を安定的に伝送できます。

設備の長寿命化と
メンテナンス負荷の低減

発電プラントをはじめとする「24時間365日稼働」が前提の現場では、ダウンタイムの最小化が必須。摩耗や発熱を抑える設計がされた大電流対応スリップリングは、長期間にわたって安定した動作が可能です。

送配電設備の回転機構を持つ部分における定期メンテナンス間隔を延長できるため、保守コスト削減にもつながります。

高信頼性によるシステムの
安全性確保

大電流を安定的に伝送できることは、発電所や重電機器全体の安全性に直結する要件です。大電流対応スリップリングには短絡や過熱リスクを低減する設計が施されており、システム全体の信頼性が高まります。

主な用途例

風力発電分野

風力エネルギーシステムでは、回転するブレードから固定部分へ効率的に電力を送るために大電流対応のスリップリングが使われます。

重工業分野

重工業機器、特にクレーンや掘削機のような機械では、回転部分への確実な電力供給を可能にし、安定した動作を支えるのが大電流スリップリングです。

自動車分野

電気自動車の充電ステーションのリールシステムにおいても、安全かつ効果的な電流伝送に貢献。自動車産業ではステアリングシステムに大電流スリップリングが使われる場合もあります。

大電流スリップリングの
製品例

RCK420
（協栄電機）

3,000万回転以上の長寿命と、メンテナンスフリーを実現しているRCK420。-10℃から+80℃の広い温度範囲でも安定して使用できます。めっき装置や溶接機といった回転装置の接地用途に適したスリップリングです。協栄電機は標準品を基にしたセミカスタムにも対応しています。

SPO-20A-3P
（ヒカリ電子工業）

オープンタイプの大電流用スリップリングとして設計されており、最大20Aの許容電流に対応できるSPO-20A。標準で3極から12極までの構成を用意しています。定格電圧はAC600Vで許容回転数は60rpmです。

SPO-20Aシリーズ以外にも、ヒカリ電子工業は個別用途に応じた特殊仕様品を設計・製造。高電流（3,000A超）や多極数（200極以上）など、多様なカスタムニーズに対応しています。

TAKARA TD-9108
（宝計機製作所）

耐圧防爆仕様のTD-9108。IEC60079をはじめとする規格におけるZone1／Zone2の危険場所下での使用が可能。Zone1は通常運転時に爆発性雰囲気がしばしば存在する可能性がある場所、Zone2は異常時に短時間だけ発生する可能性がある場所です。

AC240V・最大15A（一部端子5A）の電源および信号回線を、水銀接点を介して360°連続回転接続できます。アルミニウム合金の筐体で耐久性を確保。ロボットアーム、タービン試験装置、メッキ装置など、ハザードエリアでの動力・信号回転接続やロータリーアース用途に適しています。

大電流対応スリップリング
選定時の注意点

選定の際には、要件が標準品で満たせるかどうかに注意が必要。一般的な電流容量、数極から数十極までの極数、数百rpm程度の回転速度、標準的なサイズであれば、多くのメーカーの標準品で対応可能です。

しかし、極端に大きなまたは小さな寸法、100極を超える高極数、数百アンペア級の超大電流といった厳しい条件には標準品では対応しきれず、カスタム設計が必要になる場合があります。

カスタム方式の選び方

カスタム設計は大きく分けて「フルカスタム」と「セミカスタム」の二方式。どちらを選ぶべきかは要件や納期、コストなどを考慮して総合的に判断する必要があります。

フルカスタム

特定の要件に合わせてスリップリングをゼロから完全に新規設計するのがフルカスタム方式です。形状・寸法・極数配列・使用材料・電気仕様など、あらゆる点において自由度の高い方式で、厳しい要件にも対応できます。

一方で新規の設計作業や試作、評価が必要となるために開発コストが高くなり、製品の提供までにかかる納期も長くなりがちです。

セミカスタム

スリップリングメーカーがすでに持っている標準設計品や既存の筐体を基盤として、仕様を調整する方式がセミカスタム。基本構造や寸法は既存品に準拠させつつ、内部のリング数、電流容量の組み合わせ、リード線の長さ、コネクタの形状といった特定の箇所を変更することで要件に合わせます。

既存設計を流用するため、開発にかかる工数を抑えられ、フルカスタムに比べてコストが低く、納期も短くできるのがメリットです。

近年では、モジュール化された設計やパラメトリック設計の導入が進み、仕様調整がより容易になりました。ユーザーによる設計内容の事前確認も手軽に行えます。

セミカスタムを依頼するハードルが低くなってきていると言えるでしょう。